Planificaciones 6206 - Mecánica I Docente responsable: MARTINEZ OSCAR EDUARDO 1 de 7

6206 - Mecánica I
PLANIFICACIONES
Planificaciones
6206 - Mecánica I
Docente responsable: MARTINEZ OSCAR EDUARDO
1 de 7
Actualización: 2ºC/2016
6206 - Mecánica I
PLANIFICACIONES
Actualización: 2ºC/2016
OBJETIVOS
En su concepto más elemental, la Mecánica es el estudio de las fuerzas y de sus efectos. Ésta se divide en
estática, que es el estudio de los cuerpos en equilibrio, y dinámica, que estudia los objetos en movimiento.
Los resultados obtenidos en la Mecánica se aplican diréctamente a los diversos campos de la ingeniería. Los
ingenieros civiles y mecánicos que diseñan estructuras usan ecuaciones de equilibrio obtenidas por medio
de la estática. Los ingenieros civiles que analizan las respuestas de edificios frente a sismos y los ingenieros
aeroespaciales que determinan las trayectorias de satélites, usan las ecuaciones de movimiento contenidas
en la dinámica.
La estática es el objetivo de otras materias de la carrera.
La presente asignatura tiene por objeto el estudio de la dinámica de partículas y de cuerpos no deformables,
resolviendo problemas de mayor complejidad que los atacados en Física I y empleando técnicas matemáticas
considerablemente más sofisticadas. Es la ciencia básica para varias asignaturas superiores, principalmente
para Mecanismos.
La mecánica fue la primera ciencia analítica, por ello los conceptos fundamentales, los métodos analíticos y
las analogías de la mecánica se encuentran virtualmente en todas las ramas de la ingeniería. Por ejemplo, los
estudiantes de ingeniería química y eléctrica comprenden mejor los conceptos básicos de temas como el
equilibrio, la energía y la estabilidad aprendiéndolos en sus contextos mecánicos originales; al estudiar
mecánica vuelven a trazar el desarrollo histórico de esas ideas.
La mecánica consiste en principios amplios que rigen el comportamiento de los cuerpos. En este curso se
describen esos principios y se dan ejemplos que muestran algunas de esas aplicaciones. Aunque es esencial
que se resuelvan problemas similares a esos ejemplos, el objetivo es ayudar a entender esos principios
suficientemente bien como para aplicarlos a las nuevas situaciones que se presenten. Esta idea es vital en la
ingeniería de hoy en día, en la que premanentemente aparecen nuevos problemas tecnológicos en los que el
ingeniero se ve enfrentado.
CONTENIDOS MÍNIMOS
-
PROGRAMA SINTÉTICO
1.- Concepto y validez de la mecánica clásica. Mecánica del cuerpo rígido. Unidades. Metodología de la
asignatura.
2.- Movimiento de una partícula. Posición, velocidad y aceleración.
3.- Movimiento en línea recta.
4.- Movimiento curvilíneo. Coordenadas cartesianas.
5.- Movimiento angular. Componentes tangencial y normal.
6.- Coordenadas polares y cilíndricas.
6.- Mecánica de órbitas.
7.- Segunda Ley de Newton. Marcos de referencia inerciales.
8.- Ecuación de movimiento para el centro de masa.
9.- Trabajo y energía cinética.
10.- Potencia.
11.- Energía potencial.
12.- Principio de conservación de la energía.
13.- Fuerzas conservativas.
14.- Principio del impulso y de la cantidad de movimiento.
15.- Conservación de la cantidad de movimiento lineal.
16.- Impactos centrales directos.
17.- Impactos centrales oblícuos.
18.- Momento angular. Principio del impulso angular y variación del momento angular.
19.- Flujos de masa.
20.- Cinemática plana de cuerpos rígidos. Tipos de movimiento.
21.- Rotación respecto a un eje fijo.
22.- Movimientos generales: velocidades.
23.- Movimientos generales: aceleraciones.
24.- Contactos deslizantes. Sistemas coordenados en rotación.
25.- Dinámica bidimensional de cuerpos rígidos.
26.- Principios de la cantidad de movimiento para un sistema de partículas: Principio del impulso y cantidad de
movimiento lineal; Principio del impulso angular y del momento angular.
27.- Deducción de las ecuaciones de equilibrio: Rotación alrededor de un eje fijo; Movimiento plano general.
28.- Cálculo de momentos de inercia. Principio de D'Alembert.
29.- Principio del trabajo y la energía.
2 de 7
6206 - Mecánica I
PLANIFICACIONES
Actualización: 2ºC/2016
30.- Trabajo y energía potencial.
31.- Potencia.
32. Principio del impulso y cantidad de movimiento.
33.- Cinemática y dinámica tridimensional. Ecuaciones de Euler.
PROGRAMA ANALÍTICO
1. Introducción. Mecánica del cuerpo rígido. Breve descripción de los tres temas funda-mentales del curso:
cinemática o geometría del movimiento, el concepto de fuerza y su relación con el movimiento o cinética de los
cuerpos, principios universales. Unidades. Me-todología de la asignatura. Este tipo de introducción conceptual
es de gran importancia, pues permite al estudiante obtener una idea global de la materia, sus consecuencias y
limitaciones (debería hacerse mención a la diferencia entre cuerpo rígido y deformable) y relación con temas
afines.
2. Movimiento de una partícula. Posición, velocidad y aceleración. Movimiento en línea recta. Movimiento
curvilíneo. Mecánica de órbitas. Movimiento relativo.
3. Fuerza, masa y aceleración. Segunda Ley de Newton. Marcos de referencia inerciales. Ecuación de
movimiento para el centro de masa. Aplicaciones.
4. Métodos energéticos. Trabajo y energía cinética. Principio del trabajo y de la energía cinética. Trabajo y
potencia. Energía potencial. Principio de conservación de la energía. Fuerzas conservativas.
5. Métodos de la cantidad de movimiento. Principio del impulso y de la cantidad de movi-miento. Conservación
de la cantidad de movimiento lineal. Impacto. Momento angular. Flujos de masa.
6. Cinemática plana de cuerpos rígidos. Cuerpos rígidos y tipos de movimientos. Rotación respecto a un eje fijo.
Movimientos generales: velocidades. Movimientos generales: aceleraciones. Contactos deslizantes. Sistemas
de coordenadas en rotación. Deducción de las ecuaciones de equilibrio. Aplicaciones.
7. Dinámica bidimensional de cuerpos rígidos. Revisión previa de las ecuaciones de movimiento. Principios del
impulso y de la cantidad de movimiento lineal y angular de un sistema de partículas.
8. Energía y cantidad de movimiento en la dinámica plana de cuerpos rígidos. Principio del trabajo y la energía.
Trabajo y energía potencial. Potencia. Principios del impulso y la cantidad del movimiento. Impactos.
9. Cinemática y dinámica tridimensionales de cuerpos rígidos. Cinemática. Momento angular. Momentos y
producto de inercia. Ecuaciones de Euler. Ángulos de Euler.
BIBLIOGRAFÍA
1.H.R. Harrison. Advanced Engineering Dynamics. Wiley
2.S.W. McCuskey An Introduction to Advanced Dynamics. Addison Wesley.
3. D. Greenwood. Principles of Dynamics. Prentice Hall
4. H. Golstein. Mecánica Clásica. Aguilar
RÉGIMEN DE CURSADA
Metodología de enseñanza
Con el criterio arriba enunciado, en el curso se dará especial atención a la metodología de resolución de
problemas, la que indudablemente se aplicará a cursos posteriores. Aunque diferentes tipos de problemas
requieren métodos distintos, los siguientes pasos se aplican a muchos de ellos.
1. Identificación de la información dada y la información, o respuesta, que se debe determinar. Suele ser útil que
el alumno reformule el problema según sus propias palabras. Cuando sea apropiado, debe asegurarse de
que se entiende el sistema físico o el modelo implícito.
2. Desarrollo de una estrategia para el problema. Esto es, el alumno debe identificar los principios y
ecuaciones aplicables y decir cómo los usará. Si es posible, debe dibujar diagramas para visualizar el
problema.
3. Siempre que pueda, el alumno debe tratar de predecir la respuesta. Esto desarrollará su intuición y lo
ayudará a reconocer una respuesta incorrecta.
4. Resolución de las ecuaciones y, cuando sea posible, interpretación de sus resultados y comparación de su
predicción. Este último paso se llama verificación realista. Es la respuesta a la pregunta. Es razonable la solución
obtenida-
Modalidad de Evaluación Parcial
Escrita.
3 de 7
6206 - Mecánica I
PLANIFICACIONES
4 de 7
Actualización: 2ºC/2016
6206 - Mecánica I
PLANIFICACIONES
Actualización: 2ºC/2016
CALENDARIO DE CLASES
Semana
Temas de
teoría
Resolución
de problemas
Laboratorio
<1>
15/08 al 20/08
Dinámica de
Newton.Energí
a.Ecuacion
de
movimiento
para
sistemas
unidimension
ales
Resolución de ecuación de
movimiento en una dimensión
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
<2>
22/08 al 27/08
El oscilador
armónico
amortiguado
Problemas del oscilador con fuerzas
variables en el tiempo
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
<3>
29/08 al 03/09
El oscilador y
las fuerzas
impulsivas.
Función de
Green del
oscilador.
Régimen permanete de un
oscilador amortiguado.
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
<4>
05/09 al 10/09
Sistemas
mecánicos y
grados de
libertad.
Principio de
D'Alembert.
Desplazamien
tos virtuales
Aplicaciones del principio de los
trabajos virtuales y de D'Alembert
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
<5>
12/09 al 17/09
Elementos
del cálculo
variacional.
Principio de
Hamilton y
ecuaciones
de Lagrange
Resolución de problemas usando
mecánica de Lagrange.
Comparación con el método de
Newton.
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
<6>
19/09 al 24/09
Fuerzas
generalizadas
.
Multiplicadore
s de
Lagrange.
Constantes
de
movimiento e
impulsos
generalizados
.
Problemas de aplicación para
calcular las fuerzas de vínculo
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
<7>
26/09 al 01/10
Fuerzas
generalizadas
que se
corresponden
con fuerzas
de disipación.
Problemas de aplicación que incluyen
fuerzas disipativas
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
<8>
03/10 al 08/10
Las leyes de
la mecánica
en sistemas
acelerados.
Lagrangeano
en un
sistema
acelerado
Problemas de movimiento de
partículas en sistemas acelerados
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
<9>
10/10 al 15/10
Repaso
general
Primera evaluación
<10>
17/10 al 22/10
Sistemas
mecánicos
multidimensio
nales en
régimen de
oscilaciones
con pequeña
Problemas que se refieren al
cálculo de los modos normales de
vibración.
5 de 7
Otro tipo
Fecha entrega
Informe TP
Bibliografía
básica
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
6206 - Mecánica I
Semana
Temas de
teoría
PLANIFICACIONES
Resolución
de problemas
Laboratorio
Actualización: 2ºC/2016
Otro tipo
Fecha entrega
Informe TP
Bibliografía
básica
amplitud
<11>
24/10 al 29/10
Continuación
del tema
anterior
Continuación de problemas anteriores
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
<12>
31/10 al 05/11
Cinemática
de un cuerpo
rígido
Problemas de cinemática de un
cuerpo rígido en dos dimensiones
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
<13>
07/11 al 12/11
Dinámica de
un cuerpo
rígido. Tensor
de
inercia.Ejes
principales.
Método de
Euler y de
Lagrange
Problemas de cinemática de un
cuerpo rígido, no sujeto a fuerzas,
con un punto fijo
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
<14>
14/11 al 19/11
Ángulos de
Euler.
Problemas de Cuerpo rígido, sujeto
a fuerzas, con un punto fijo.
Mc Cuskey
Harrison y Nettleton
<15>
21/11 al 26/11
Repaso
segunda evaluación
<16>
28/11 al 03/12
Recuperación
de la primera
evaluación
parcial
Recuperación de la segunda
evaluación
6 de 7
6206 - Mecánica I
PLANIFICACIONES
Actualización: 2ºC/2016
CALENDARIO DE EVALUACIONES
Evaluación Parcial
Oportunidad
Semana
Fecha
1º
5
18/09
2º
15
27/11
3º
16
04/12
4º
16
11/12
7 de 7
Hora
Aula